煤矿采煤机智能化关键技术探讨

煤矿采煤机智能化关键技术探讨

殷宝红

开滦能源化工股份有限公司吕家坨矿业分公司安全管理部 河北唐山  063107

摘要：随着我国经济不断发展与经济模式的转变，煤炭行业也面临着巨大转型，由粗放型向集约化、精细化方向转变，由于我国现阶段多数煤矿仍以井下工人开采为主的采煤模式，井下环境恶劣，危险性高，每年都有数百的矿工失去生命，所以智能化开采成为煤炭安全高效开采的发展方向与必然趋势。

关键词：煤矿采煤机；智能化；关键技术

1 前言

采煤机作为煤矿生产划时代的高新设备，有着重要意义，首先采煤机提升了采煤的效率和质量，将煤炭的种类细分采集，采煤机的出现也减少了人工的投入，减少了矿井安全防护相关方面的资金。采煤机自身的机构是相当复杂的，尤其是矿井下的环境十分恶劣，一般煤矿井下高温并且粉尘含量较高，采煤机长时间高速运转很容易导致出现问题，因此采煤机智能化检测故障发生原因就变得十分关键，将故障信息传输到中央计算机当中，计算机进行分析，维修人员可以很快帮助采煤机再次投入使用。由于采煤机自身的自动化以及智能化，需要技术人员进行远程监控，但是远程监控方面的自动化程度还需要提升。我国的采煤机当中的监控系统主要引进国外的相关设备，自动化程度不高，还需要我们继续研发。

2 采煤机概述

当前， 我国大功率采煤机装备在年采煤量方面已经到达千万吨， 并且采煤机智能化技术也处在国际前列。采煤机属于综采成套装备中的重要设备之一， 主要由截煤机发展而来。 同时，采煤机还是一种大型的复杂系统，其主要集机械、液压和电气等为一体，通常在环境恶劣的情况下开展工作，若应用过程中产生故障，那么就会使得煤矿开采作业出现中断的情况，并引起巨大经济损失，若情况严重还有可能造成人员伤亡。另外，作为煤矿开采现代化与机械化的主要设备，通过对采煤机的正确运用，可让采煤作业人员劳动量得到降低， 促进作业安全性的提高，并提高采煤效率，降低各类能源消耗量。

3 煤矿采煤机智能化关键技术

根据煤矿采煤综采工作面的开采特征及其开采过程中存在的问题分析，为促进采煤综采工作面开采作业的顺利开展，提高煤矿开采生产效率，就需要通过构建相应的数据控制网，并通过相应的智能化技术与设备引进应用，从而在采煤智能化综采工作面建设基础上，为其开采作业开展提供良好的支持。其中，在进行采煤智能化综采工作面建设中，所应用的采煤机智能化关键技术主要包含以下几种。

3.1监控通信技术

煤矿采集工作有着相当复杂的工作环境，并且采煤机的工作时间和工作强度是很大的，在长期的恶劣环境下进行工作，很容易出现故障和问题，因此我们需要在采煤机工作过程当中应用监控通信技术，实时监控采煤机的工作情况。在采煤机当中应用监控通信技术在20世纪90年代就已经投入使用了，当时使用的主要监控通信技术还是高压动力载波法，虽然保证了信息的传递，但是实际的工作效率却不高。新时代下采煤机当中主要使用的监控通信技术有监督视频机、远程雷达还有高带宽的光纤通道进行传输。监控通信技术当中的计算机应当使用防爆计算机，及时接受设备传输出来的影像和信息，在互联网平台上实现资源和信息的共享，实现对采煤机运行情况的监督。高压动力载波法主要在煤层厚度1.3～3.5m这一类的中厚煤层发挥作用，煤炭的硬度普氏系数为2～3，属于中硬煤层。

3.2采煤机定位技术

采煤机行走轨迹是根据刮板输送机的导轨走向来确定的，而且此方向还会直接影响液压支架的自动调直、作业面煤壁的截割笔直程度、截割滚筒自动调高等不同的生产环节。为实现综采智能化，就需要合理应用地质空间三维定位技术。目前的智能化采煤机中，比较常用的定位原理主要是无限传感网定位、红外线定位、地理信息系统定位以及超声波定位等。以地理信息系统（GIS）为例，是将惯性导航装置安装在采煤机上来确定采煤机的姿态和行走方向；将轴编码器安装在机铰接轴和摇臂上测量摇臂的旋转角度；将轴编码器安装在行走部位来测量行走速度和距离。

3.3自动调整载割调控技术

自动调整载割调控技术是智能化采煤设备运行中一种必不可少的技术，实用性非常强。在实际应用过程中，可以通过人工去操作智能化采煤设备，以此来实现调控目标。当落实记忆和采挖这两项调控需求时，在后续的采煤操作过程中可以实现自动采煤。不过需要注意的一点是，要想充分发挥好自动调整载割调控技术的优势，在实际使用过程中要考虑使用生产挖掘设备，原因在于生产挖掘设备可以很好的去适应岩体采煤硬度的变化，对提升采煤安全性和有效性意义重大。目前来看，自动调整载割调控技术还有很大的完善空间，尤其是原理和方法上还是有很多的研究内容的，今后要进一步加大研究力度。

3.4智能化故障诊断技术

由于采煤机的工作环境较为恶劣，而采煤机的质量安全关系着企业的发展，因此在采煤机工作的过程中需要对设备进行一定的监控和保障，及时诊断设备出现的故障，降低故障发生概率，并且能够为工作人员进行设备维修提供数据支持，因此互联网+技术在采煤机智能化发展的过程中，不断更新故障的监控和诊断技术，提前检测和预判故障发生范围，加快维修工作效率。采煤机故障诊断技术与监控主要包括总体检测和检测判断两方面，总体检测技术主要对设备的整体情况进行监控和检测，对设备在工作过程中的状态进行诊断;检测判断是对设备的故障信息进行分析，为维修提供帮助。一旦采煤机出现非正常状态或是明显故障时，设备会根据非正常原因，对故障集合信息库进行搜索，根据非正常情况判断设备是否处于故障状态。但是故障的检测和诊断技术还存在一定的误差，无法保证完全的准确性，因此互联网+技术的应用在故障监控检测方面还有需要多发展空间。

3.5采煤机联合控制技术

在联合控制系统中对采煤机的控制主要包括对截割负荷（控制落煤速度）和牵引速度的控制，牵引速度包括在巷道内的左侧牵引和右侧牵引，在工作时系统监控设备将刮板输送机的负载信息、采煤机的牵引速度及方向传递给控制中心，系统控制器根据预设的分析软件的分析，发出对采煤机牵引速度调整的信号，同时通过采煤机的变频调速系统确保采煤机截割负荷满足调控要求。

3.6无线网络传输技术

开展煤矿开采作业的过程中，需要确保采煤机智能化技术的运用效果，促进煤矿开采效率与质量的全面提高。对此，通过对无线网络传输技术的运用，可满足采煤机设备的使用要求。同时，设置无线网络的过程中，相关技术人员应以采煤机装置的运用要求为基础，对使用采煤机设备中各类参数数据的完整性进行分析，可顺利实现提高数据运用安全性、可靠性等相关目标。并且，全面考量无线交换机的装置特点，对无线交换机配套设备均可以资源系统设置展开深入分析，以此使采煤机装置控制器设计更加科学合理，有效提升无线网络传输技术水平，将监督管理煤矿开采的作用最大化体现出来，加强应用效果。

4 结束语

虽然新能源的不断发展和使用对煤矿产业发展造成了一定的影响，但是煤矿产业目前依旧是我国能源使用的重要部分，因此利用互联网+技术对采煤机进行智能化的升级，能够推动煤矿产业在调节人工工作的同时，提高采煤效率。

参考文献

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